Файл: Л. 1 Общие положения новой парадигмы инженерного образования.pdf

конструкторская документация;
РКД
- рабочая конструкторская документация, откорректированная по результатам испытаний опытных образцов; КМ - конструкторский макет;
Оп. обр. - опытный образец; ППО - послепродажное обслуживание
Этап 1 - НИР
Поиск решения проблемы (чаще всего технического решения) осуществляется на базе как фундаментальных знаний (законов, постулатов, уравнений, формул и т.п.), так и прикладных наук по конкретной отрасли, где решается проблема (энергетика, механика, аэродинамика и т.д.).
Разработка включает поиск (изобретательство), расчеты, изготовление, лабораторные исследования технического решения заданной проблемы: в виде лабораторного макета, представляющего собой "одноразовое" изделие, выполненное самыми доступными способами
(дерево, бумага, пластилин, пайка и т.п.) для проверки его заданных свойств. Этап НИР заканчивается подготовкой отчета об исследованиях, техническим заданием (ТЗ) на ОКР и прилагаемым лабораторным макетом
Этап 2 - ОКР
В соответствии с единой структурой конструкторской документации (ЕСКД) опытноконструкторская работа (ОКР) включает: 1) эскизное проектирование (на стадии которого разрабатывается "дизайнерский" проект, определяется внешний вид, габаритные размеры, основные конструктивные элементы, материалы и т.д. изделия); 2) техническое проектирование, на стадии которого разрабатываются проекты будущих чертежей (графической части) и текстовых документов (текстовой части) конструкторской документации (КД), изготавливается и испытывается конструкторский макет (КМ); 3) завершающий этап ОКР - разработка рабочей конструкторской документации (РКД), создание и испытание опытного образца изделия (продукта), возможная корректировка РКД по результатам испытаний опытного образца. В состав РКД входит также графическая часть (чертежи) и текстовая часть - документы: техническое условие (ТУ), являющееся главным документом для будущей инновации, паспорт и инструкция по эксплуатации (часто объединяемые) - эксплуатационные документы, сопровождающие продукт при его продаже (в паспорте делается отметка магазином о дате продажи).
Опытный образец
Опытный образец коренным образом отличается от конструкторского макета
(тем более от лабораторного): при изготовлении опытного образца используют реальные технологии будущего производства (например, литье, штамповку с прессформами), с использованием реальных материалов. Опытный образец практически полностью соответствует будущему продукту. Поэтому с момента выпуска РКД начинается второй этап маркетинга: маркетинг № 2, в задачи которого уже входит определение необходимых будущих объемов производства, заключив предварительные договоры о поставке и реализации продукции с потребительскими организациями.
Этап 3 - ТПП
Технологическая подготовка производства представляет собой весьма специфический этап инновационного процесса, особенностью которого является высокая ответственность за обеспечение оптимального объема выпуска изделий. В этот период осуществляются следующие действия:
1) маркетинг с потенциальными потребителями;
2) разработка технологического процесса;
3) поставка необходимых объемов сырья, комплектующих материалов и деталей, заказ или изготовление необходимого оборудования, оснастки, приспособлений, инструмента и т.п.;
4) формирование персонала в соответствии с требуемым штатом (прием на работу, обучение, создание подразделений).
Этап 4 - ПЦ
Производственный цикл
представляет собой реализацию технологического процесса изготовления продукта по разработанной РКД в необходимом объеме на производственных площадях и оборудовании. Длительность и сложность производственного цикла зависят от вида производимой продукции. Крупное производственное предприятие кроме мощностей основного
ПЦ включает еще значительное количество участков вспомогательных служб и производств: энергооборудование, транспортный участок, ремонтный участок и т.д. Кроме того, предприятие имеет объекты социальной инфраструктуры: столовую, медпункт, общежитие и т.п. Все подразделения и участки производственного предприятия требуют слаженного, взвешенного,

продуманного стратегического и повседневного менеджмента по всем его основным функциям.
Но главным остается процесс выпуска и реализации новой продукции. Качество выпускаемой при этом продукции определяется как применяемыми технологиями производства, так и методами и средствами контроля, а также степенью ответственности работников
Этап 5 - РД
Рыночная деятельность включает следующие операции:
1) сертификацию. Перед тем как продукции стать товаром, ее проводят в специализированных организациях Госстандарта;
2) маркетинг № 3 - заключение договоров о поставках и реализации продукции потребителям, организация широкой рекламной кампании, требующей тем больше средств, чем менее известна новая продукция (инновация), стратегия ценообразования, сбыт готовой продукции;
3) транспортировку готовой продукции;
4) бухгалтерский учет результатов коммерческой деятельности;
5) контроль за послепродажным и гарантийным обслуживанием (количество и характер поступающих рекламаций от покупателей продукции является показателем качества и конкурентоспособности продукции);
6) утилизацию отработавшей свой срок продукции (одно из перспективных направлений) с целью обеспечения замкнутого цикла производства и получения дополнительной прибыли.
Рисками являются:
• масштабность проекта;
• неопределенность рынка в долгосрочной перспективе;
• деятельность конкурентов;
• ошибки на этапе проектирования и коммерческой реализации
Факторы, влияющие на инновационный процесс
• Экономические и технологические: соответствие инновационного проекта стратегии компании; рыночная ориентация; объем резервных мощностей; достаточное количество финансов для проведения разработок и реализации продукта; наличие технической и хозяйственной инфраструктуры.
• Социально-психологические: поощрение персонала за творческую деятельность; общественное признание новинки; возможность самореализации персонала; благоприятный психологический климат.
• Политико-правовые: соответствие инновации установленным стандартам и нормам, которые приняты государством; наличие льгот; государственная поддержка.
• Организационно-управленческие: эффективность управления проектом; соблюдение сроков; преодоление информационных барьеров в маркетинге и НИОКР; гибкость организационной структуры предприятия; автономия рабочих групп.
Участники инновационного процесса
• Потребители — категория людей или предприятий, которые предъявляют спрос на новшество. Это компании или государство, которые заинтересованы в конкурентоспособности внутренней продукции.
• Производители — лица или компании-создатели инновации, которые обеспечивают предложение. Это исследовательские институты, научно-производственные кластеры.
• Посредники — лица или организации, которые предоставляют услуги содействия в поиске покупателей и продавцов новинки.
• Инвесторы — частные лица, фонды или организации, которые финансируют процесс производства и внедрения инновации
Л.4 Индустриализация 4.0 и геополитические аспекты инновационной деятельности.
Четвёртая промышленная революция
(англ. The Fourth Industrial Revolution) — прогнозируемое событие, массовое внедрение киберфизических систем в производство (индустрия
4.0) и обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд и досуг.
Получила свое название от инициативы 2011 года возглавляемой бизнесменами, политиками и учеными, которые определили её как средство повышения конкурентоспособности обрабатывающей промышленности Германии через усиленную интеграцию «киберфизических систем», или CPS, в заводские процессы. Изменения охватят самые разные стороны жизни: рынок труда, жизненную среду, политические системы, технологический уклад, человеческую идентичность и другие.

Вызываемая к жизни экономической целесообразностью и привлекательностью повышения качества жизни, четвёртая промышленная революция несёт в себе риски повышения нестабильности и возможного коллапса мировой системы, в связи с чем её наступление воспринимается как вызов, на который человечеству предстоит ответить.
История термина
Впервые о программе «Индустрия 4.0» речь зашла в 2011 году на промышленной выставке в Ганновере, где правительство Германии поставило задачу расширить применение информационных технологий в производстве. Над созданием программы модернизации промышленных предприятий страны в этом направлении работала высокопрофессиональная команда, в которую вошли представители бизнеса и государства.
Цель программы
– сохранение и увеличение конкурентных преимуществ предприятий страны
Индустрия 4.0 в Казахстане
В 2017 году понятие "Индустрия 4.0" прочно вошло в обиход казахстанских чиновников, экономистов и предпринимателей. Президент страны Нурсултан Назарбаев заявил о необходимости технологической модернизации экономики с упором на цифровизацию и создание новых отраслей. И Министерство по инвестициям и развитию РК, ответственное за промышленность, сразу взялось за внедрение в Казахстане элементов индустрии 4.0.
"В то же время индустриализация должна стать более инновационной, используя все преимущества нового технологического уклада 4.0. (…) Следует реализовать пилотный проект по оцифровке нескольких казахстанских промышленных предприятий, а затем этот опыт широко распространить. (…) В 2018 году необходимо начать разработку третьей пятилетки индустриализации, посвящённой становлению промышленности "цифровой эпохи", – говорится в послании.
Для демонстрации преимуществ "Индустрии 4.0" казахстанскому бизнесу в МИР РК решили выбрать семь предприятий и сделать из них "модельные цифровые фабрики". На этих производствах будут внедрять разные передовые технологии для повышения конкурентоспособности. Этими предприятиями стали АО "Кентауский трансформаторный завод",
АО "Eurasian Foods", ТОО "Алматинский вентиляторный завод", АО "Химфарм", ТОО
"Karlskrona", АО "АК "Алтыналмас" и ТОО "Бал Текстиль".
Роботизированные системы против людей
Четвертая промышленная революция может привести к беспрецедентному расширению пропасти между богатыми и бедными. Количество инвестиций в проекты, которые занимаются искусственным интеллектом, растет, поскольку их технологии способны на порядок снизить компаниям издержки. Но побочным эффектом станет стремительное сокращение рабочих мест.
• Согласно прогнозу McKinsey, к 2030 году около 400 миллионов человек на планете, или
14% рабочей силы, потеряют работу из-за того, что их функции станут выполнять программы и роботы.
• 53% работников считают, что автоматизация значительно изменит или сделает их работу устаревшей в течение следующих десяти лет (только 28% считают, что это маловероятно).
• 77% работников будут вынуждены в ближайшее время приобрести новые навыки или полностью переквалифицироваться в связи с роботизацией.
• 80% мужчин в связи с роботизацией приобретают новые навыки в сравнении с 74% женщин.
• 34% взрослых людей, не имеющих среднего и высшего образования, не считают нужным развивать новые цифровые навыки.
• 69% людей в возрасте от 18 до 34 лет положительно оценивают потенциальное влияние цифровизации на рынок труда. Их мнение разделяют 59% людей в возрасте от 35 до 54 лет и 50%
— в возрасте старше 55 лет.
Технологии Индустриализации 4.0:
• Интернет вещей
• Виртуальная и дополненная реальность (VR/AR)
• Big Data • Искусственный интеллект
• Кибербезопасность и privacy
• Блокчейн
• 3D-печать
• Квантовые вычисления
Интернет вещей

Технологии создают новые ценности, но могут повлечь за собой и новые опасности.
Например, интернет вещей, вероятно, повысит уровень безопасности в городах, снизит нагрузку на транспортную инфраструктуру, улучшит здравоохранение, обеспечит муниципальным хозяйствам экономию электроэнергии. В то же время распространение IoT, скорее всего, увеличит нестабильность во многих сферах экономики: большинство новых технологий вызывает временный ажиотаж и бездумные инвестиции (как блокчейн и криптовалюты). Кроме того, возникнут новые проблемы в области кибербезопасности: хакеры будут стремиться извлечь выгоду из распространения интернета вещей. Кибератак будет больше, чем когда бы то ни было.
Виртуальная и дополненная реальность (VR/AR)
Сегодня самые распространенные форматы, адаптированные для виртуальной и дополненной реальностей, — это видеоигры и различные обучающие программы. Но с развитием технологий VR и AR перестают быть лишь игровым инструментом. Виртуальную и дополненную реальности все больше внедряют в профессиональные сферы. Компании и ведомства чувствуют потребность в продвинутых методиках корпоративного обучения: VR, например, применяют при обучении солдат, пилотов и продавцов, инженеров и энергетиков. Видеоигры, развлечения, здравоохранение, недвижимость, образование и вооруженные силы — в ближайшее время VR и
AR будут активно задействовать именно здесь. С помощью гарнитуры виртуальной реальности даже можно встретиться с умершим родственником.
Big Data
С каждым днем данных становится все больше. Государственное управление, промышленность, медицина, ритейл, соцсети, банки и интернет вещей — в этих и других областях ежедневно появляется огромное количество информации. Но обычное программное обеспечение не способно проанализировать такой объем данных. Поэтому обработкой терабайтов и зеттабайтов информации занимается машинное обучение. Новые возможности анализа подобных массивов влияют на многие сферы жизни, включая бизнес, здравоохранение, коммуникацию и развлечения.
Искусственный интеллект
Проанализировать большой массив данных человек не может, это делают технологии — например, отслеживают нарушителя ПДД по камерам, распознают преступника в толпе, диагностируют заболевания и даже предсказывают вспышку вируса. Технологии, способные решать нерутинные задачи на высоком уровне, сегодня принято называть
искусственным
интеллектом.
Хотя в действительности алгоритмы, лежащие в основе каждой такой технологии, уникальны по-своему — это может быть и машинное обучение, и глубокое обучение и, собственно, искусственный интеллект.
Сегодня искусственный интеллект лежит в основе рекомендательных сервисов онлайн- магазинов, голосовых помощников, фильтрует контент, пишет тексты и даже музыку, распознает речь и лица людей. Для связи с клиентами компании все чаще используют чат-боты. ИИ позволяет бизнесу зарабатывать огромные деньги, потому что анализирует потребительское поведение и помогает совершенствовать алгоритмы. Они в свою очередь начинают все лучше предсказывать потребности людей, в результате чего персонализируют покупательский опыт и увеличивают продажи.
Кибербезопасность и privacy
Наша все более «оцифрованная» жизнь помогает мошенникам получать доступ к личной информации. По данным EY, Средний потребитель в любой стране и в Казахстане вынужден проходить идентификацию и предоставлять данные в пятнадцать и более различных организаций.
Чем больше компаний, собирающих данные о пользователях, тем выше вероятность их утечки.
Кибербезопасность
– это совокупность методов и практик защиты от атак злоумышленников для компьютеров, серверов, мобильных устройств, электронных систем, сетей и данных.
Благодаря развитию технологий каждую минуту десятки компаний — в основном частных и никем не регулируемых — регистрируют перемещения миллионов людей, хранят эту информацию в огромных базах данных, а затем продают рекламодателям или государству.
Сегодня общество живет в самой совершенной системе наблюдения, которую само же себе и создало. Технологический прогресс и желание заработать деньги привели к тому, что третьи лица за считанные минуты могут узнать все о жизни каждого из нас.
Блокчейн
Блокчейн (
англ. blockchain — цепь из блоков) — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию.

Связь между блоками обеспечивается не только нумерацией, но и тем, что каждый блок содержит свою собственную хеш-сумму и хеш-сумму предыдущего блока. Изменение любой информации в блоке изменит его хеш-сумму. Чтобы соответствовать правилам построения цепочки, изменения хеш-суммы нужно будет записать в следующий блок, что вызовет изменения уже его собственной хеш-суммы. При этом предыдущие блоки не затрагиваются. Если изменяемый блок последний в цепочке, то внесение изменений может не потребовать существенных усилий. Но если после изменяемого блока уже сформировано продолжение, то изменение может оказаться крайне трудоёмким процессом. Дело в том, что обычно копии цепочек блоков хранятся на множестве разных компьютеров независимо друг от друга.
Впервые термин появился как название полностью реплицированной распределённой базы данных, реализованной в системе «Биткойн», из-за чего блокчейн часто отождествляют с реестром транзакций в различных криптовалютах. Однако технология цепочек блоков может быть распространена на любые взаимосвязанные информационные блоки. Появившаяся в октябре 2008 года система Биткойн стала первым применением технологии блокчейн. Сейчас же блокчейн находит применение в таких областях, как финансовые операции, идентификация пользователей или создание технологий кибербезопасности. Блокчейн-технологии актуальны в первую очередь для банковских учреждений и государственных организаций. В настоящее время к технологии блокчейн проявляют интерес представители самых различных сфер . При этом степень заинтересованности компаний в разных секторах экономики значительно варьируется .
Финансовый сектор активно готовится к повсеместному внедрению блокчейна.
3D -печать
3D -принтер
— станок с числовым программным управлением, реализующий только аддитивные операции, то есть только добавляющий порции материала к заготовке . Обычно использует метод послойной печати детали . 3 D -печать является разновидностью аддитивного производства и обычно относится к технологиям быстрого прототипирования
Квантовые вычисления
Квантовый компьютер
— вычислительное устройство, которое использует явления квантовой механики (квантовая суперпозиция, квантовая запутанность) для передачи и обработки данных. Квантовый компьютер (в отличие от обычного) оперирует не битами (способными принимать значение либо 0, либо 1), а кубитами, имеющими значения одновременно и 0, и 1.
Теоретически, это позволяет обрабатывать все возможные состояния одновременно, достигая существенного превосходства над обычными компьютерами в ряде алгоритмов. Полноценный универсальный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьёзным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; разработки в данной области связаны с новейшими открытиями и достижениями современной физики